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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSACENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
NOME DO AUTOR
TÍTULO DO TRABALHO DE MONOGRAFIA OU PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
REDIJA O TEXTO SEGUINDO OS ESTILOS JÁ DETERMINADOS NESTE DOCUMENTO
VIÇOSA2018
NOME DO AUTOR
TÍTULO DO TRABALHO DE MONOGRAFIA OU PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia Elétrica do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Federal de Viçosa, para a obtenção dos créditos da disciplina ELT 490 – Monografia e Seminário – e cumprimento do requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Elétrica.
Orientador: Prof. Dr. Fulano de Tal.Co-orientador: Prof. Dr. Ciclano Se Houver.
VIÇOSA2018
NOME DO AUTOR
TÍTULO DO TRABALHO DE MONOGRAFIA OU PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia Elétrica do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Federal de Viçosa, para a obtenção dos créditos da disciplina ELT 490 – Monografia e Seminário – e cumprimento do requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Elétrica.
Aprovada em DD de MMMM de 20YY.
COMISSÃO EXAMINADORA
Prof. Dr. Fulano de Tal - OrientadorUniversidade Federal de Viçosa
Prof. Dr. Ciclano Se houver - CoorientadorUniversidade Federal de Viçosa
Prof. Dr. Avaliador Primeiro - MembroUniversidade Federal de Minas Gerais
Prof. Dr. Avaliador Segundo - MembroUniversidade Federal do Espírito Santo
Prof. Dr. Avaliador Terceiro - MembroUniversidade Federal do Pará
“Blá, blá, blá ...”
(Alguém Escreveu)
Insira aqui a sua dedicatória, livremente.
Agradecimentos
Insira aqui seus agradecimentos.
Se você teve bolsa paga por alguma instituição, ou mesmo afastaemtno do seu trabalho para
fazer seu trabalho, é de bom tom agradecer a tais instituições (ver exemplo a seguir).
A FAPEMIG, a CAPES e ao CNPq pelo apoio financeiro concedido, sem o qual esta pesquisa
não teria sido possível.
Resumo
Aqui se deve inserir uma breve descrição sobre o trabalho a ser desenvolvido, apresentando o
tema, os objetivos, o caminho adotado para alcançá-los, os resultados obtidos e as conclusões
pertinentes.
Sumário
1 Introdução do Trabalho...............................................................................
1.1 Uma seção................................................................................................................111.1.1 Uma Subseção......................................................................................................1.1.2 Outra subseção.....................................................................................................1.1.3 Mais uma subseção..............................................................................................
1.2 Seção 2 e seu nome..................................................................................................111.2.1 Descrição..............................................................................................................1.2.2 Filtros Digitais.....................................................................................................
1.3 Objetivo Geral..........................................................................................................15
2 Materiais e Métodos....................................................................................
2.1 Base de Dados..........................................................................................................16
2.2 Processamento..........................................................................................................162.2.1 Detecção...............................................................................................................
3 Resultados e Discussão................................................................................
4 Conclusões...................................................................................................
Referências Bibliográficas..................................................................................
Apêndice A – Exemplo de Aplicação................................................................
A.1 Desenvolvimento.....................................................................................................20
A.2 Resultados e Discussões..........................................................................................20
A.3 Conclusão.................................................................................................................20
Apêndice B – Padrões de Voz Pré e Pós-Processado.........................................
Lista de Figuras
Figura 1 - Diagrama de blocos do filtro digital tipo FIR forma direta.....................................12
Figura 2 - Pronúncia do padrão “direita” para visualização de ruídos de fundo na zona de silêncio...............................................................................................................................16
Lista de Tabelas
Tabela 1 – Tipos de janelas generalizadas de cosseno.............................................................13
Tabela 12 – Comparação do comando de voz antes e após processamento digital de sinais.. .21
1 Introdução do Trabalho
A fala para as pessoas dotadas desta habilidade é uma tarefa trivial que desenvolvemos
continuamente no decorrer da vida. De forma similar entendemos ou tentamos entender o que
as outras pessoas estejam pronunciando. Todavia, para máquinas e computadores, o processo
de reconhecimento de uma locução é uma tarefa bastante complexa, sendo necessário um
treinamento prévio e um processamento do sinal de voz.
1.1 Uma seção
1.1.1 Uma Subseção
Um texto referente à subeção.
1.1.2 Outra subseção
Texto referente à subseção.
1.1.3 Mais uma subseção
Seguir as formatações das subseções.
1.2 Seção 2 e seu nome
Um texto antes de iniciar a subseção.
1 Introdução 12
1.2.1 Descrição
Siga a formação da seção.
Note na seção seguinte com exemplos de filtros digitias. As equações, tabelas e figuras
estão com referências cruzadas. Clique com o botão direito para atualizar o campo.
1.2.2 Filtros Digitais
Filtros digitais são operadores lineares empregados sobre dados digitalizados (ou
amostrados) que permitem a passagem ou o corte de certas freqüências conforme as
características do filtro. Estes operadores lineares podem ser descritos pela equação (1).
y (n )=∑q=0
M
bq x (n−q )−∑p=1
N
a p y ( n− p ), ( 1 )
onde x(n) são os dados amostrados de entrada para o filtro e y(n) é a saída resultante do
mesmo. Os coeficientes bq e ap são os coeficientes de entrada e saída do filtro,
respectivamente.
Existem duas grandes classes de filtros digitais. Na primeira, encontram-se os filtros
recorrentes, ou filtros IIR (Infinite Impulse Response), onde os coeficientes bq e ap são valores
reais. Na segunda, encontram-se os filtros de resposta finita (FIR – Finite Impulse Response),
onde os coeficientes ap apresentam valor nulo para todo valor de p. Este último tem como
característica a extinção do impulso para um número finito de amostra, além de apresentar
uma resposta em fase linear; tornando, portanto viável sua aplicação em tratamento de sinais
de voz.
O diagrama de blocos da Figura 2 apresenta as operações realizadas para calcular cada
elemento do vetor de saída y(n) por um filtro digital FIR.
Figura 1 - Diagrama de blocos do filtro digital tipo FIR forma direta.
1 Introdução 13
As janelas são filtros digitais que visam reduzir descontinuidades causadas devido ao
truncamento do sinal no tempo (denominado janela retangular) tratando suavemente o sinal
em suas extremidades e destacando as informações contidas na região central da amostra.
Algumas janelas denominadas janelas generalizadas de co-seno apresentam a equação (2):
y (n )=A−B cos ( 2π . nN )+C cos ( 4 π . n
N ), ( 2 )
onde N indica o tamanho da janela, que é equivalente ao tamanho da amostra. A variação dos
parâmetros A, B e C possibilita a obtenção de diversas janelas, conforme descrito na Tabela 1
a seguir.
Tabela 1 – Tipos de janelas generalizadas de cosseno.
Nome da
Janela
Parâmetros
A B C
Hanning 0.50 0.50 0.00
Hamming 0.54 0.46 0.00
Blackman 0.42 0.5 0.08
Um outro tipo de filtro digital pode ser conseguido através da transformação bilinear,
que converte uma função no domínio da freqüência em uma função discreta equivalente. A
transformação bilinear mapeia o plano s no plano z através da seguinte função de
transferência:
H ( z )=H (s )|s=2 f s
z−1z+1 ( 3 )
Os filtros digitais são necessários para suprimir de um sinal de voz informações
irrelevantes. Segundo Adami [2], um sinal de voz para efeito de percepção da fala apresenta
freqüências entre 100Hz e 5kHz. Estas freqüências, denominadas formantes, são suportadas
por uma outra denominada freqüência fundamental ou pitch, que é uma oscilação quase
periódica em torno de 80 a 200 Hz.
A partir das informações de freqüência, pode-se filtrar o sinal de voz, a fim de que este
apresente em seu espectro de freqüência, simplesmente as freqüências de interesse. Como por
1 Introdução 14
exemplo, um filtro passa faixa de segunda ordem analógico idealizado de acordo com a
função de transferência dado por (4).
H ( s )= Kss2+as+b ( 4 )
Onde o módulo máximo da função de transferência dado por:
|H ( jω )|max=Ka ( 5 )
Na freqüência de corte ωc tem-se que:
|H ( jωc )|= 1√2
|H ( jω )|max ( 6 )
Desta forma, as freqüências de corte podem ser calculadas por
ωc1=−a+√a2+4 b
2 e ωc2=
a+√a2+4b2 .
Tendo em mãos as freqüências de corte, basta encontrar os parâmetros que modelem o
filtro desejado.
Os filtros Butterworth de ordem N são também filtros digitais, cuja resposta em é
módulo é dada pela equação (8), e se enquadram no critério de qualidade de resposta em
módulo maximamente plana quando ω tende a ser igual a zero.
|H ( jω )|2= 1
1+( ϖωc )
2 N
, ( 7 )
onde ωc é a freqüência de corte deste filtro passa baixa. Considerando que os filtros
Butterworth definidos desta forma são isentos de zeros, os seus pólos podem ser obtidos de
acordo com a equação (9), a seguir:
sk=ωc e jπ (2 k+N −1 ) /2 N, para k = 0, 1, ..., 2N-1. ( 8 )
1 Introdução 15
Os pólos determinados se encontram à direita do plano complexo, indicando a
estabilidade do filtro, cuja função de transferência pode ser dada por:
H (s )=Ho
∏k=1
N
(s−pk ), ( 9 )
onde
Ho=∏k=1
N
(−pk ) ( 10 )
e pk são os pólos encontrados pela equação (9). Para tornar a função de transferência do filtro
Butterworth passa baixa em uma passa faixa, faz-se a seguinte transformação de variáveis:
s '=s2+ωo
2
Bs , ( 11 )
onde ωo é a freqüência central do filtro definida por
ϖ 0=√ϖc1ϖc2 ( 12 )
e B é a largura da faixa de passagem dada por
B=ϖc2−ϖc1 . ( 13 )
1.3 Objetivo Geral
Este trabalho tem como objetivo ...
Dado o objetivo geral, têm-se como objetivos específicos:
Estudar o processo;
Identificar as características;
Aprofundar na área.
2 Materiais e Métodos
2.1 Base de Dados
Visando um aprendizado inicial
2.2 Processamento
2.2.1 Detecção
A Figura 2 apresenta uma grande parte do CVZ que é constituído simplesmente de
ruídos de fundo na zona de silêncio, sendo, portanto irrelevante para o sistema de RAV. A
detecção de início e fim do CVZ visa eliminar esta zona e resultar simplesmente na região
onde realmente se encontra a pronúncia do padrão.
Figura 2 - Pronúncia do padrão “direita” para visualização de ruídos de fundo na zona de silêncio.
3 Resultados e Discussão
A definição do tipo de filtro a ser utilizado dentre os citados anteriormente para a
determinação do início e fim.
4 Conclusões
Primeiramente, a redução da quantidade de elementos.
Referências Bibliográficas
Citação de acordo com as regras da ABNT.
20
Apêndice A – Exemplo de Aplicação
A.1 Desenvolvimento
Um protótipo foi desenvolvido durante ...
A.2 Resultados e Discussões
Para validação do sistema de simulação ...
A.3 Conclusão
Para o sistema ....
Apêndice B – Padrões de Voz Pré e Pós-Processado
Tabela 2 – Comparação do comando de voz antes e após processamento digital de sinais.
Padrão Antes Após
Frente
Atrás
Direita
Esquerda
Pára